第一讲 电路的基本概念

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1、第一讲电路的基本概念1.1电路模型1.2基本物理量1.3电阻特性1.4基尔霍夫定理                   第一章 电路的基本概念第一节  电路模型和电路中的基本物理量学习目标：1．掌握电路的作用和构成及电路模型的概念。2．掌握电流、电压、电位、功率的概念、表示、单位和方向。重点：电流、电压、电位、功率的概念、表示、单位和方向。难点：1.参考方向；2．电压与电位的区别一、电路模型基本概念1. 电路特点：   电路设备通过各种连接所组成的系统，并提供了电流通过途径。2.电路的作用：图1-1电路模型(1)实现能量转换和电能传输及分配。(2)信号处理和传递。3．电路模型：理

2、想电路元件：突出实际电路元件的主要电磁性能，      忽略次要因素的元件；以理想电路元件代替实际的元件组成的电路，即为实际电路的模型；例图1-1：最简单的电路——手电筒电路4．电路的构成：电路是由某些电气设备和元器件按一定方式连接组成。（1）电源：向电路提供能量的设备，如干电池、蓄电池、发电机等。（2）负载：用电器即各种用电设备，如电灯、电动机、电热器等。（3）导线：把电源和负载连接成闭合回路，常用的是铜导线和铝导线。（4）控制和保护装置：用来控制电路的通断、保护电路的安全，使电路能够正常工作，如开关，熔断器、继电器等。                             

3、           二、电路的基本物理量1．电流(1)定义：电荷的定向运动形成电流，单位时间内通过导体横截面的电量。(2)电流单位：安培(A)，1A＝103mA＝106μA， 1kA＝103A(3)电流方向：规定正电荷运动的方向为电流的实际方向。电流的方向不变为直流I，方向和大小都变化为交流i。假设的电流流向称为电流的参考方向。（4）标定：在连接导线上用箭头表示，或用双下标表示约定：当i>0时参考方向与实际方向一致，当i<0时参考方向与实际方向相反，                     (5)电流的测量：利用安培表，安培表应串联在电路中，直流安培表有正负端子。2.电压(1)

4、定义：电场力将单位正电荷从电场中的a点移到b点所做的功，称其为a、b两点间的电压。或任意两点间的电位差称为电压。(2)电压单位：伏特（V），1V＝103mV＝106μV， 1kV＝103V(3)电压方向：规定把电位降低的方向作为电压的实际方向。电压的方向不变为直流电压Uab，方向和大小都变化为交流电压uab。假设的电压方向称为电压的参考方向。（4）标定：可以采用以下几种方式，“+”高电位端、“－”低电位端，当U>0时参考方向与实际方向一致，当U<0时参考方向与实际方向相反。（5）电压的测量：利用伏特表，伏特表应并联在电路中，直流伏特表有正负端子。（6）电位：正电荷在电路中某点所具

5、有的能量与电荷所带电量的比称为该点的电位。电路中的电位是相对的，与参考点的选择有关，某点的电位等于该点与参考点间的电压。电路中a、b两点间的电压等于a、b两点间的电位差。即Uab=Va-Vb。所以电压是绝对的，其大小与参考点的选择无关；但电位是相对的，其大小与参考点的选择有关。  3.能量(1)定义：在t1时间内，电路所消耗的电能。 (2)能量单位：焦耳(J)，电能的常用单位为度，１度＝１千瓦×１小时(3)能量方向：吸收、释放功率4.功率(1)定义:单位时间内消耗电能即电场力在单位时间内所做的功。dW=u(t)dq，    dq=i(t)dt∴p(t)=u(t)i(t) (W)(

6、2)功率单位：瓦特(W)(3)功率方向：提供、消耗（4）功率的测量：利用功率表。例1-1：有一个电饭锅，额定功率为1000W，每天使用2小时；一台25寸电视机，功率为60W，每天使用4小时；一台电冰箱，输入功率为120W，电冰箱的压缩机每天工作8小时。计算每月（30天）耗电多少度？ 解：（1kW×2h＋0.06kW×4h＋0.12kW×8h）×30天＝（2度＋0.24度＋0.96度）×30＝52度 答:每月耗电52度5.参考方向（1）定义：任意假设电压、电流的方向称为参考方向。参考方向可任意标定，方向标定后，电流、电压、电动势之值可正可负；计算结果存在两种情况：①“＋”说明参考方

7、向与真实方向相同；②“－”说明参考方向与真实方向相反。注意：①选定参考方向后，不再更改②计算结果的正、负只与图中参考方向结合起来才有物理意义。（2）关联参考方向：元件上电流和电压的参考方向一致。在进行功率计算时，P＝UI。非关联参考方向：元件上电流和电压的参考方向不一致。在进行功率计算时，P＝-UI。如果假设U、I参考方向一致，则当计算的P>0时,则说明U、I的实际方向一致，此部分电路消耗电功率，为负载。当计算的P<0时,则说明U、I的实际方向相反，此部分电路发出电功率，为电源。